专利名称：柱塞及抽油泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及采油机械领域，属于一种抽油泵及抽油泵中的柱塞。
背景技术：
目前，普通抽油泵都是通过固定阀及游动阀的开启关闭工作的，在油井出砂、含气量大的情况下，经常会造成卡泵、气锁等问题，影响抽油泵的正常使用；有些抽油泵在柱塞外部使用刮砂器起刮砂作用，防止砂卡泵，但是这种方法不能解决由于柱塞内部的砂卡及漏失而导致的卡泵和漏失问题。
发明内容
本发明提供旨在提供一种柱塞以及含有这种柱塞的抽油泵，以从柱塞的内部解决砂卡，从而解决抽油泵砂卡的问题。此外，本发明还提高原油充满系数，防止气锁，降低漏失量，清除杂质，提高泵效气锁，降低漏失量。为此，本发明提出一种柱塞，所述柱塞内设有流体流通的通道，所述通道的一端设有出油口，所述出油口处设有游动阀，所述通道的另一端设有进油口，所述进油口处设有固定阀，所述柱塞还包括设置在所述通道中的旋转器，所述旋转器位于所述游动阀和所述固定阀之间，所述旋转器具有平行所述柱塞的轴向设置的转轴，所述旋转器还包括设置在所述转轴上的旋转叶片以及支撑所述转轴的支架，所述支架固定在所述柱塞的内壁上，沿所述柱塞的轴向，所述转轴位置固定地设置在所述支架上。进一步地，所述支架为U型，所述支架包括支撑所述转轴的底板，所述转轴位于所述底板中心并垂直所述底板，所述底板垂直所述柱塞的轴线，所述支架还包括位于所述底板的同一侧并从所述底板的边缘沿平行所述转轴的方向伸出的两侧壁，所述两侧壁形成U 型的开口，所述底板为连接所述U型的开口的连接部，所述侧壁粘合在所述柱塞的内壁上， 所述旋转叶片设置在所述U型的开口中。本发明还提出一种抽油泵，所述抽油泵包括柱塞和套在所述柱塞外的泵筒，所述柱塞为前面所述的柱塞。进一步地，所述抽油泵还包括从所述通道中伸出的抽油杆，以及套设在所述抽油杆与所述泵筒之间的限位游动旋转器和对所述限位游动旋转器的两端分别限位的限位器， 所述限位游动旋转器和的所述限位器位于所述抽油杆的从伸出所述通道中伸出的部分上， 所述限位游动旋转器沿所述抽油杆的轴向可移动的套设在所述抽油杆上，所述限位游动旋转器具有平行所述抽油杆的轴向设置的转轴。进一步地，所述限位游动旋转器的端部距离所述出油口的最近距离小于等于 300mm，所述限位器为设置在所述抽油杆上的限位销或限位凸台，所述限位游动旋转器为外表面具有螺旋槽的套筒。所述限位游动旋转器为哑铃形。由于本发明在柱塞内部设有可转动的旋转器，该旋转器对柱塞内部实现刮砂及扰动功能，利用柱塞内部空间提高其内部原油充满系数，降低漏失，清除杂质，提高泵效，从而解决了由于柱塞内部的砂卡及漏失而导致的卡泵和漏失问题。进而，本发明在抽油杆处设有限位游动旋转器，防游动阀卡、漏，提高泵效。
图1为根据本发明第一实施例的柱塞的结构示意图；图2为根据本发明第二实施例的柱塞的结构示意图；图3为根据本发明实施例的固定旋转器结构示意图。附图标号说明1、游动旋转器2、限位游动旋转器3、固定旋转器30、支架31、底板33、转轴35、叶片37、侧壁5、柱塞51、通道53、出油口 54、游动阀55、进油口 56、固定阀6、抽油杆61、限位销63、凸台7、泵筒
具体实施例方式为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照
本发明的具体实施方式
。如图1和图2所示，本发明提出一种柱塞5，所述柱塞5内设有流体流通的通道51， 通道51中的流体例如为含砂的原油，所述通道51可以为直筒形，通道51的一端设有出油口 53，所述出油口 53处设有游动阀M，所述通道51的另一端设有进油口 55，所述进油口阳处设有固定阀56。柱塞5可以为圆筒形，关于出油口 53、游动阀M、进油口 55及固定阀 56的结构可以采用现有的各种合适结构。本发明中的所述柱塞5还包括设置在所述通道 5中的旋转器，图1中，所述旋转器为游动旋转器1，图2中，所述旋转器为固定旋转器3，这两种旋转器位于所述游动阀M和所述固定阀56之间，所述旋转器具有平行所述柱塞5的轴向设置的转轴，即所述旋转器围绕平行所述柱塞5的轴向(包括与所述柱塞5的轴向一致的方向)在通道5中转动，对柱塞内部实现刮砂及扰动功能，利用柱塞内部空间提高其内部原油充满系数，降低漏失，清除杂质，提高泵效。进一步地，如图1所示，游动旋转器1沿所述柱塞的轴向可移动的设置在所述通道中，即除了通道的两端对游动旋转器1的移动范围限位外，游动旋转器1沿所述柱塞的轴向可移动。这样可以增加对通道51中的流体的扰动。游动旋转器1可以为外表面具有螺旋槽的旋转体。外表面上的螺旋槽便于使通道中的流体形成旋流，有利于对通道中的流体扰动，防止砂卡，而且便于对柱塞的内壁刮砂。旋转体例如为柱状体，锥台体等形状，以便能够在柱塞的内腔中旋转。游动旋转器1的直径稍微小于柱塞的内径，例如，游动旋转器1的直径要适合刮砂，例如，游动旋转器1小于柱塞的内径的数值为2mm，3mm或4mm，以便游动旋转器1的外表面能够将柱塞的内腔中的油砂去除。进一步地，游动旋转器1为实心的 铃型， 可以为不锈钢制成。使用时，固定阀56在下，游动阀M朝上，游动旋转器1为实心的这样便于游动旋转器1在抽油杆下行时能够沉底，靠近固定阀56，在在抽油杆上行时能够在旋流作用下上升，靠近游动阀54。游动旋转器1为 铃型，两头大，中间小，便于在旋流的作用下游动，中间部分而且不需加工出螺旋槽，方便加工，减轻重量。如图2所示，所述旋转器为固定旋转器3，沿所述柱塞的轴向，所述旋转器的位置固定，即固定旋转器3只能沿围绕平行所述柱塞5的轴向转动，不能沿围绕平行所述柱塞5 的轴向平移。进一步地，固定旋转器3包括转轴33、设置在所述转轴上的旋转叶片35以及支撑所述转轴的支架30。采用旋转叶片并且所述转轴33沿所述柱塞的轴向位置固定，通道内的流体的冲力基本上转化为旋转动能，因而，这种旋转器的旋流能力增强，通常大于图1中的游动旋转器的旋流能力，固定旋转器3尤其适用于出砂多的采油情况。为了将转轴33沿所述柱塞的轴向位置固定，即限制转轴33轴向移动，通过支架30将转轴33固定在柱塞5上。 所述支架30固定在所述柱塞5的内壁上，所述转轴33沿所述柱塞的轴向位置固定地设置在所述支架30上。支架30的结构及与柱塞5的内壁的固定方式可以有多种，可以参考现有的相关的连接方式。进一步地，如图3所示，所述支架为U型，所述支架30包括支撑所述转轴33的底板31，所述底板31为条形，例如为矩形，所述底板垂直所述柱塞的轴线，所述转轴33位于所述底板31中心并垂直所述底板31，所述支架30还包括位于所述底板的同一侧并从所述底板的边缘沿平行所述转轴的方向伸出的两个侧壁37，两个侧壁37形成U型的开口，所述底板31为连接所述U型的开口的连接部，例如，两个侧壁37相互平行，底板31连接在两个侧壁37之间。所述侧壁37粘合在所述柱塞的内壁上，例如，侧壁37通过高温聚酯材料粘合在所述柱塞5的内壁上，这样相对焊接或其他机械连接，粘接更为方便。底板31的直径小于所述柱塞5的内径，侧壁37与底板31形成容纳旋转叶片35的空间。上述U型支架以及旋转叶片35的设置方式使得固定旋转器3能够稳定的固定在柱塞的内壁上，而且旋转叶片 35能够自由转动。本发明还提出一种抽油泵，所述抽油泵包括柱塞和套在所述柱塞外的泵筒7，所述柱塞为前面所述的柱塞。进一步地，所述抽油泵还包括从所述通道中伸出的抽油杆6， 以及套设在所述抽油杆6与所述泵筒7之间的限位游动旋转器2和对所述限位游动旋转器的两端分别限位的限位器，所述限位游动旋转器和的所述限位器位于所述抽油杆6的从伸出所述通道中伸出的部分上。限位游动旋转器2在抽油杆6上的游动能够起到对出油口 53 处以及对泵筒与柱塞之间的扰动和对泵筒除砂的作用，限位游动旋转器2的游动距离视除砂的情况而定。所述限位游动旋转器2沿所述抽油杆6的轴向可移动的套设在所述抽油杆6上， 抽油杆6套设于泵筒7中，所述限位游动旋转器2具有平行所述抽油杆的轴向设置的转轴， 限位游动旋转器2能够在出油口 53外的抽油杆6上转动，因而能够对出油口 53处起到扰动的作用，能够防止砂卡。进一步地，所述限位游动旋转器2为外表面具有螺旋槽的套筒，所述限位器为设置在所述抽油杆上的限位销61或限位凸台63，限位销61或限位凸台63分别位于限位游动旋转器2的两端。限位游动旋转器2例如为哑铃形，有利于游动。限位游动旋转器2上的螺旋槽便于使泵筒7与柱塞6之间的环形空间形成旋流， 有利于对环形空间中的流体扰动，防止泵筒与柱塞之间的砂卡，而且便于对泵筒的内壁刮砂。限位游动旋转器2的直径要适合对泵筒7的内壁进行刮砂，例如，限位游动旋转器2小于泵筒的内径的数值为2mm，3mm或4mm。限位游动旋转器2能够在抽油杆6上移动，即限位游动旋转器2能够在泵筒中游动，因而限位游动旋转器2的外表面能够在游动中将泵筒的内腔中的大部分地方的油砂去除。如图1和图2所示，限位游动旋转器2移动到靠近出油口 53处时，限位游动旋转器2的最右端距离所述出油口 53最近，该距离小于等于300mm，这个距离能够使得对出油口 53处的扰动作用比较明显和有效，有效的防止柱塞砂卡，而且也能有效的对泵筒刮砂。本发明提高泵效，清除杂质，防止砂卡、气锁。以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式
，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
权利要求
1.一种柱塞，所述柱塞内设有流体流通的通道，所述通道的一端设有出油口，所述出油口处设有游动阀，所述通道的另一端设有进油口，所述进油口处设有固定阀，其特征在于， 所述柱塞还包括设置在所述通道中的旋转器，所述旋转器位于所述游动阀和所述固定阀之间，所述旋转器具有平行所述柱塞的轴向设置的转轴，所述旋转器还包括设置在所述转轴上的旋转叶片以及支撑所述转轴的支架，所述支架固定在所述柱塞的内壁上，沿所述柱塞的轴向，所述转轴位置固定地设置在所述支架上。
2.如权利要求1所述的柱塞，其特征在于，所述支架为U型，所述支架包括支撑所述转轴的底板，所述底板垂直所述柱塞的轴线，所述转轴位于所述底板中心并垂直所述底板，所述支架还包括位于所述底板的同一侧并从所述底板的边缘沿平行所述转轴的方向伸出的两侧壁，所述两侧壁形成U型的开口，所述底板为连接所述U型的开口的连接部，所述侧壁粘合在所述柱塞的内壁上，所述旋转叶片设置在所述U型的开口中。
3.一种抽油泵，其特征在于，所述抽油泵包括柱塞和套在所述柱塞外的泵筒，其特征在于，所述柱塞为权利要求1至2中任一项所述的柱塞。
4.如权利要求3所述的抽油泵，其特征在于，所述抽油泵还包括从所述通道中伸出的抽油杆，以及套设在所述抽油杆与所述泵筒之间的限位游动旋转器和对所述限位游动旋转器的两端分别限位的限位器，所述限位游动旋转器和的所述限位器位于所述抽油杆的从伸出所述通道中伸出的部分上，所述限位游动旋转器沿所述抽油杆的轴向可移动的套设在所述抽油杆上，所述限位游动旋转器具有平行所述抽油杆的轴向设置的转轴。
5.如权利要求4所述的抽油泵，其特征在于，所述限位游动旋转器的端部距离所述出油口的最近距离小于等于300mm，所述限位器为设置在所述抽油杆上的限位销或限位凸台， 所述限位游动旋转器为外表面具有螺旋槽的套筒。
6.如权利要求5所述的抽油泵，其特征在于，所述限位游动旋转器为 铃形。
全文摘要
本发明提出一种柱塞和抽油泵。所述柱塞内设有流体流通的通道，所述通道的一端设有出油口，所述出油口处设有游动阀，所述通道的另一端设有进油口，所述进油口处设有固定阀，所述柱塞还包括设置在所述通道中的旋转器，所述旋转器位于所述游动阀和所述固定阀之间，所述旋转器具有平行所述柱塞的轴向设置的转轴，所述旋转器还包括设置在所述转轴上的旋转叶片以及支撑所述转轴的支架，所述支架固定在所述柱塞的内壁上，沿所述柱塞的轴向，所述转轴位置固定地设置在所述支架上。所述抽油泵包括柱塞和套在所述柱塞外的泵筒，所述柱塞为前面所述的柱塞。本发明提高泵效，清除杂质，防止砂卡、气锁。
文档编号F04B53/14GK102297128SQ201110277409
公开日2011年12月28日 申请日期2011年9月19日 优先权日2011年9月19日
发明者剧世峰, 李妺, 肖凤, 蔚刚 申请人:中国石油天然气股份有限公司